Astronomové objevili velmi vzdálené galaxie polapené v síti superhmotné černé díry

Vůbec poprvé se podařilo spatřit podobně kompaktní skupinu v tak rané fázi vývoje vesmíru. Objev astrofyzikům pomůže lépe pochopit procesy, které vedly k rychlému vzniku superhmotných černých děr a jejich dalšímu růstu do enormních rozměrů.

Získaná pozorování podporují teorii, že tyto extrémní objekty velmi rychle přibývají na váze uvnitř rozsáhlých struktur obsahujících značné množství plynu, které strukturou připomínají pavučinu. „Tento výzkum jsme prováděli především ve snaze pochopit jedny z nejtajemnějších astronomických objektů – superhmotné černé díry v mladém vesmíru. Jedná se o extrémní systémy a v současnosti stále nemáme dobré vysvětlení jejich existence,“ říká astronom Marco Mignoli, vedoucí autor nové studie, jejíž výsledky byly publikovány ve vědeckém časopise Astronomy & Astrophysics.

Související

Ilona Cílková

Na Venuši je možná život, vědci v oblacích nad…

Radek Chlup

Astronomové objevili, proč se polární bouře na…

Pozorování provedená pomocí dalekohledu ESO/VLT odhalila několik galaxií ležících v blízkosti superhmotné černé díry obklopených kosmickou ‚pavučinou‘ plynu, která sahá do vzdálenosti 300krát větší, než je rozměr naší Galaxie. „Filamenty kosmické pavučiny připomínají vlákna pavoučí sítě,“ vysvětluje Marco Mignoli. „Galaxie se nacházejí a rostou v průsečících těchto vláken a plyn – který slouží jako materiál pro růst galaxií i centrální černé díry – může proudit podél nich.“           

Světlo od této rozsáhlé struktury, jejíž centrální černá díra má hmotnost odpovídající miliardě Sluncí, cestovalo až k nám od doby, kdy byl vesmír jen 900 milionů let starý. „Náš výzkum přinesl další důležitý dílek do z velké části nekompletní skládanky – vysvětlení vzniku a rychlého růstu těchto extrémních, ale relativně početných, objektů, které se ve vesmíru vyskytovaly již krátce po velkém třesku,“ doplňuje k superhmotným černým dírám spoluautor práce astronom Roberto Gilli.

Vědci si myslí, že vůbec první černé díry, které se pravděpodobně zformovaly díky gravitačnímu kolapsu prvních hvězd, musely narůst velmi rychle, aby již v době 900 milionů let po velkém třesku dosáhly hmotností až miliard Sluncí. Mají však problém vysvětlit, kde vzít dostatečné množství hmoty, která by byla k dispozici pro jejich další růst do tak enormních velikostí za tak krátkou dobu.

Nově objevená struktura nabízí slibné vysvětlení: ‚pavučina‘ a přítomné okolní galaxie obsahují dostatek plynu, aby poskytly materiál, který centrální černá díra potřebuje k tomu, aby se rychle stala superhmotným obrem.   

Otázkou ovšem zůstává, jak se zformovaly takto velké pavučinám podobné struktury? Astronomové se domnívají, že klíčem jsou obrovská hala tajemné temné hmoty. Předpokládá se, že rozsáhlé oblasti neviditelné hmoty v raném vesmíru přitahovaly značné množství plynu. Temná hmota a plyn společnými silami utvořily útvary připomínající pavučinu, ve kterých se galaxie a černé díry mohou vyvíjet. 

„Naše poznatky podporují představu, že ty nejvzdálenější a nejhmotnější černé díry vznikly a narostly uvnitř rozsáhlých hal temné hmoty obklopujících velkoškálové struktury. Absence starších pozorování těchto útvarů je pravděpodobně důsledkem přístrojových omezení,“ říká spoluautor studie Colin Norman. Galaxie sledované v rámci tohoto výzkumu patří k nejslabším, jaké jsou dnešní teleskopy schopné zaznamenat.